金贵晟对不起我爱你:解读“空中加油”技术

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/04/19 01:14:44
空中加油的“启瓶器”:"马特霍恩"计划


B-29轰炸机

    杜立特轰炸东京被誉为"世界十大空战"之一,这不是因为轰炸本身的规模多么巨大,而在于其深远的战略意义。

    日本偷袭珍珠港的成功对美国人而言是奇耻大辱,为了报这一箭之仇,罗斯福总统亲自下令,一定要想办法轰炸日本本土。在太平洋战争爆发初期,轰炸日本本土是一个几乎不可能完成的任务。从美国本土飞到日本因航程太远而无法实现;大片的中国土地已被日本占领,在那里,大规模的轰炸机群根本无法起降;航母只能起降小型舰载机,中型以上的轰炸机无法在航母上着陆。

    美国海军的金上将提出了一个"异想天开"的建议:用美国海军航母搭载陆军的B-25轰炸机袭击日本本土,这意味着轰炸机完成任务后根本无法返回,必须到中国内地降落。执行这一大胆计划的是美国陆军航空兵中校杜立特。

    1942年4月18 日夜里,"大黄蜂号"航母上密密匝匝地停放着16架B-25轰炸机。在吉米·杜利特中校的指挥下,轰炸机从航母上艰难起飞,开始了它们的"不归旅程"。航母在航行过程中遭遇了一艘日军警卫舰,B-25轰炸机不得不提前起飞。在完成了对日本四个城市的轰炸后,飞机的剩余燃料已经不够到达目的地——浙江衢州机场。

    在那个漆黑的夜晚,一架架B-25飞机像黑色的幽灵,呼啸着从中国江南的丘陵飞过,最后不是弃机跳伞就是匆忙迫降在稻田。到达中国的75名飞行员中,3名死于降落过程中,8名飞行员被日军俘虏,剩下飞行员都被中国军队或游击队搭救。杜立特轰炸的确是一个壮举,它给日本人造成的损失也许微不足道,而轰炸产生的政治影响却是巨大的,美国人和中国军民的士气得到大大的提升。

    对于日本本土的轰炸并没有随"杜立特轰炸"戛然而止,同盟国一直在策划着下一次轰炸。

    一个更为大胆的计划在酝酿之中,1943年11月,"马特霍恩"(matterhom)计划在魁北克和开罗会议上得到同盟国的批准。

    其具体方案是:在印度集结一支新型B-29轰炸机部队,转场推进至成都附近的基地,在那里加油、装弹后,对日军实施远程攻击。在此之前,罗斯福总统已经承诺,要在中国开展一次针对日军的轰炸战役。"马特霍恩"是一个庞大而复杂的计划。1943年底,新研制的威力强大的B-29轰炸机才刚刚装备美国本土部队,而从中国起飞的机场还缈无踪迹。为了实施"马特霍恩"计划,飞机需要远程部署到印度的加尔各答,轰炸机所需的大量燃料和炸弹需要运输,还需要在中国成都附近修建多个机场,一切似乎都还遥遥无期。

    1943年12月,当时的四川省主席张群在成都召集紧急会议,部署在四川省建设"特种工事"的任务,计划包括在四川近郊的新津、邛崃、彭山、广汉建立四处轰炸机基地,另在成都、温江、德阳等地建立五处战斗机基地。工程需从四川29个县抽调32万民工,直接参与工事的人员多达50多万人,工程必须在五个月内完成,不得以任何理由拖延工期。在这个伟大工程的建设中,四川人民体现了极大的坚韧和爆发力。如此浩大的工程几乎是用手工完成的,工程所需的原料都从当地获取,原料的输送、跑道的建设艰苦卓绝。1944年5月下旬,庞大的工程全部如期完成。在地球另一端的美国堪萨斯州,第20、21轰炸机部队相继组建,1944年4月,在第20、21轰炸机部队基础上成立第20航空队,由陆军航空队司令阿诺德上将亲自兼任司令。

    1944年4月,第20轰炸机部队的第一批B-29飞机,由肯尼思·沃尔夫准将率领进驻印度加尔各答,美军随即开始进行紧张的战前训练。4月14日,92架B-29轰炸机从加尔各答起飞,沿驼峰航线飞越喜马拉雅山脉,有79架飞机抵达中国成都。

    1944年6月15日夜间,75架B-29重型轰炸机从成都起飞,攻击目标是远在3200英里之外的日本八幡制铁厂——日本最大的钢铁基地。起飞后一架飞机坠毁,而后又有多架飞机因故障中途返航,有68架飞机到达中国海岸,仅有47架飞机攻击了目标,15架目测轰炸、32架靠雷达进行了轰炸,仅有一枚炸弹命中了目标,返回途中,又有多架飞机因故障或燃油不足而坠毁。

    B-29飞机轰炸日本本土引起了巨大的的震动。日本大本营分外震惊,陆军部报道部长松村秀逸大佐回忆:"早4时,八幡遭受轰炸的消息传到市谷,这是B-29从大陆起飞的第一次轰炸"。 消息在中国各地迅速传开,以往经常发布日军空袭警报的播放塔,如今发射出空袭日本战果的电波。各家报社发行号外,大街小巷、茶馆饭店里的人们大声议论着空袭日本的话题,曾饱受空袭之苦的中国民众因此而欢欣鼓舞。

    第二十轰炸机集团司令官奥尔菲准将对中央通讯社记者发表了讲话,称赞50万中国农民为建设空军基地所付出的努力。他说:"如果没有50万离开家园建设机场的爱国的中国人,这次空袭是不可能完成的。"然而,"马特霍恩"计划从一开始就注定将充满艰辛,轰炸过程中的飞机损失及人员伤亡还不是最主要的问题,更令人生畏的是补给问题。装载物资、燃料和人员的船只从美国出发,经过漫长而曲折的大西洋、太平洋航线到达卡拉奇和加尔各答。从印度经中国向日本发动攻击之前,必须将燃料运至成都附近的机场。准备进行轰炸的B-29先得执行运输任务,仅携带燃料(每次飞行携带7吨燃料)飞越驼峰到达中国成都,为了准备一次对日本的轰炸,要飞越驼峰航线六次。

    在执行运输任务的过程中,飞机和人员都有损失,也减少了发动机和机身的使用寿命。截至1945年1月,B-29从加尔各答起飞到成都加油、挂弹,或直接由成都起飞,对日本九州、本州西部、冲绳、中国台湾、鞍山、沈阳等地的钢铁厂、飞机制造厂、炼油厂、交通枢纽和港口进行了多次轰炸。由于从成都起飞的B-29飞机只能到达日本西南部,无法轰炸东京、大阪等日本大城市,所以美军对日本本土只进行了十次空袭,投弹仅800吨,难以扩大轰炸效果。

    飞机的损失触目惊心,到1944年底,美军第二十轰炸机部队损失了147架B-29轰炸机,显然,这样的轰炸已经难以为继。1945年1月15日,最后一次从成都起飞的攻击目标是日军统治下的台湾,至此,"马特霍恩"计划宣告结束。轰炸日本本土计划的尴尬局面,直到1944年8月,美国人占领了马里亚纳群岛才宣告结束,美国人为此付出了死亡5200余人,伤2万余人的沉重代价。11月24日,111架B-29轰炸机从马里亚纳群岛的塞班岛起飞,轰炸日本最大的飞机发动机制造厂——东京郊外的中岛飞机制造厂,这是1942年"杜利特轰炸"以来首次轰炸东京。

    "马特霍恩"计划的指挥者之一,海伍德·汉塞尔少将如此评价该计划:从军事行动的角度看它(马特霍恩)并不成功,你不能通过驼峰航线向B-29提供足够的物资来完成一次成功的轰炸战役;但从战略效果的观点看,它获得了巨大的成功。

    回顾马特霍恩计划我们可以得出这样一个结论:靠地面补给进行的大规模远程轰炸代价巨大、收效甚微,这也是二战后美国战略家在总结东京大轰炸时得出的结论。如何解决远程攻击的补给问题,人们想到了二十多年前发明的一项技术——空中加油。直接参与"马特霍恩"计划的B-29轰炸机对于空中加油技术的发展意义非凡,因为,世界上第一架专门设计的空中加油机正是由B-29轰炸机改装而来。 空中加油技术的发展

VC-10空中加油机采用“软式加油”


KC-135空中加油机采用“硬式加油”

    像许多早期的航空技术一样,空中加油技术是少数"飞行幻想家"异想天开的产物。

    1917年,俄罗斯海军飞行员亚历山大·塞维尔斯基提出空中加油的设想,十月革命后他移居美国,并为自己的空中加油技术申请专利。1923年6月27日,美国陆军航空队的L.H.史密斯上尉利用软管加油技术为一架DH-4B型飞机加油,创造了持续留空飞行6小时38分的记录,这是航空史上第一次真是意义的空中加油。随着第一次世界大战的结束,商业航空迅速发展,为了弥补运输机航程不足的缺陷,实现跨大西洋的商业空中航运,需要采用空中加油技术。

    在商业利益的驱使下,民用空中加油技术迅速发展,1929年1月1日至月7日,通过空中加油,美国的C-2A飞机创造了留空飞行一个星期的壮举。早期的加油技术由于空中加油传输管路连接技术复杂,一直难以推广发展,后来英国人发明了"曲型软管"加油装置,这种装置利用拖曳系统释放加油管和导引索,受油机抓住导引索,从而链接加油管进行加油。

    这种加油技术对接复杂,需要受油机受油员手动操纵,且只能进行重力加油。一战结束后迎来了短暂和平时期,空中加油技术在军事上的运用始终没有引起人们足够的重视,然而,有远见的军事家已经看到空中加油技术巨大的军事潜力。1936年,Hap Arnold在他所著的《This Flying Game》中断言:"在空军独立成军前,它就会执行全球性质的使命,装备精良、训练有素的空军,在全球范围的作战影响力将会全面超过陆军和海军。空军全球作战的设想,在有了空中加油技术后,就能够更加容易的实现"。

    也许是二战来得太突然了,同盟国和轴心国把大量的资源投入到轰炸机、战斗机的研制生产中,空中加油技术在强大的战争压力挤压下几乎没有发展空间。

    在太平洋战争期间,尽管美国曾几次探讨运用空中加油技术的可能性,但都没有付诸实施。空中加油技术没有在二战中发挥作用有一定的偶然性,否则二战的历史也许会改写。二战以后,空中加油技术的战略意义得到人们充分的重视。1948年,第一架专用加油机KB-29M装备美军,它依然采用"曲型软管"加油装置 。

    1949年,英国空中加油公司试验成功"软管锥套"加油装置,很好地解决了空中对接的技术难题。1950年,波音公司开发了"伸缩套管"加油装置,即著名的"波音探管",美国人很快将这一技术使用到KB-29P飞机上。

    为了区别这两种加油技术,人们习惯地把软管锥套加油装置称为"软式加油",把伸缩套管加油装置称为"硬式加油"。

    "软式加油"装置通过加油吊舱放出加油软管,受油机飞行员操纵飞机使受油探头与加油锥套对接,顶开锥套内的单向活门实现加油。"软式加油"技术可以同时为多架飞机加油,还可以给直升机加油,缺点是加油速度较慢,受大气紊流影响较大,对受油机飞行员的技术要求较高。

    "硬式加油"装置由伸缩式加油管、压力供油机构和控制机构组成,加油对接主要由加油员完成。其优点是加油速度较快,对受油机飞行员的技术要求较低,但一次只能为一架飞机加油,而且无法给直升机加油。加油机通常由大型运输机改进而来,因此,较大的载油量、改装易于实施、作战适应性强和研制成本低就成为选择加油机平台的重要指标。 冷战时期对空中加油方式的战略选择 KC-135空中加油机

    二战结束后,冷战格局慢慢形成,美国的保守势力敏锐地察觉未来世界将是美、苏对抗的格局。为了应对这种挑战,美国开始考虑改组军队,建立独立的空军被提到议程,艾森豪威尔和杜鲁门是这种观点的有力支持者。由于尝到了原子弹轰炸广岛、长崎的甜头,美国人把核威慑作为国家的主导战略。

    1946年,美国战略空军(SAC)宣告成立,远程轰炸成为人们考虑的首要战略问题。美国人从"东京大轰炸"的反思中认识到空中加油的重要性,在美国战略空军成立几周后,空军重型轰炸机航空委员会的咨询机构提议发展空中加油技术。当时可供选择的机种有限,加油装置也只有少数几种现成的方案。1948年美国人定购了35套英国曲型软管加油装置,配备在KB-29M上,1950年随着波音探管研制成功,采用"硬式加油"的40架KB-29P装备美国战略空军部队。

    美国空军并不是从一开始就选择"硬式加油"方案的,实际上,直到1950年空军战斗机都采用"软式加油"方案。3年后,美国战略空军对"软"、"硬"加油系统进行了对比,最后选择了伸缩套管加油装置。

    对于执行远程战略轰炸的大型轰炸机而言,多点对接的"软式加油"没有意义,而对加油速度的要求却很高。对于一架载油几十吨甚至上百吨的轰炸机而言,每分钟1000公斤左右的加油速度,一架飞机的加油就需要几十分钟时间,这显然是是难以满足要求的,"硬式加油"每分钟可加油3000公斤左右,是战略轰炸机唯一可以选择的加油方案。

    当时空军战斗机协会反对淘汰"软式加油"系统,但是他们的意见被战略空军否定了,因为当时加油机配备工作是由战略空军司令部负责的。

    随着B-52轰炸机的出现,空中加油机不可避免的进入了喷气时代,1956年,由波音707改装的KC-135首飞,1957年装备空军,从此,KC-135在美国战略空军的操纵下成为空军唯一的专门加油机。1981年,载油更多的KC-10投入使用。

    关于空中加油的"软硬之争",出于不同的战略考虑,英国、法国和前苏联都选择了"软式加油",美国海军和海军陆战队也同样选择了"软式加油"。然而,越南战争中空中加油技术在实战中得到了检验,"硬式加油"的优越性逐步被美国空军所认可。 空中加油在战争中的运用    冷战期间,空中加油技术在局部战争中发挥着越来越重要的作用。朝鲜战争中它初露锋芒,越南战争中它大显身手。

    1967年5月31日,KC-135加油机组执行了一项特殊的营救任务。按预定计划,KC-135给两架海军的A-3加油机加油,此时,8架海军的F-8飞机也希望得到A-3的空中加油支持。第一架A-3加油机给一架F-8飞机加油,KC-135正在给另一架A-3加油机加油,此时,另一架A-8飞机已经等不到A-3加油机脱离KC-135,便直接与A-3加油机对接,空中形成了奇特的三机叠罗汉的加油。与此同时,2架海军的F-4飞机和1架空军的F-104也需要空中加油。在此次复杂的加油过程中,KC-135由于燃油输出太多,不得不在一个简易机场紧急着陆。

    在大规模的局部战争中,空中加油机也许是最繁忙的角色,此次加油显示了实战中加油机调动的复杂性,同时,不同加油系统之间的矛盾也初现端倪,然而,空中加油在作战中成绩斐然,将这一切都淹没了。在整个越南战争中,KC-135加油机为多达195000次空中打击提供空中加油,加油达850000次,战争的高峰期共有195架空中加油机投入使用。

    值得一提的是美国总统候选人麦凯恩,他在越南战争中因飞机受伤、燃油耗尽,最终落入越南人的手中,对于空中加油技术的重要性他是深有体会的。有趣的是三十年后,就是这位麦凯恩,在美国下一代空中加油机方案招标中成为风云人物;在2008年的美国总统大选中,他的"战争英雄"和"国防问题专家"的角色,为他的总统竞选加分不少,这是后话。

    越战结束后,美军面临的战争格局发生了改变,大规模的局部战争变成了有限规模的局部冲突,外科手术式的远程突击成为美军的主要攻击方式。1983年的格林纳达,1986年的利比亚空袭,都是在空中加油机的支持下完成的。在这些远程轰炸攻击中,"硬式加油"系统显示了良好的性能。1991年底,随着苏联的解体,冷战的铁幕落下,核战争的威胁大大降低。1990年美军提出了"全球到达-全球攻击"的战略,为此,美国改变了本土为主的加油机部署方案,开始在全球多个基地部署空中加油机。

    1991年,第一次海湾战争的爆发,为美国实施全球干预政策提供了绝佳的机会。

    1991年1月17日,B-52从路易斯安娜州起飞,通过空中加油直飞伊拉克,用巡航导弹攻击到巴格达。在第一次海湾战争期间,美国空军平均每天出动240架加油机,为1000多架飞机提供空中加油,海湾战争的作战效果证明了空中加油技术在作战应用中的成功。美国空军在总结海湾战争经验时指出:如果没有空中加油,"沙漠风暴"将是另外一种完全不同的战争,正是有了空中加油的支持,才能保持高强度、高密度的攻击,从某种意义上讲,是加油机而不是攻击机决定了空战的规模。 重新被关注的"软式加油" VC-10空中加油机

    海湾战争中空中加油机获得的巨大成功,无法掩盖空中加油的"软硬之争"。海湾战争以后,特别是"9.11"事件过后,美军的作战方式发生了很大转变,外科手术式的轰炸和攻击方式转变为持续性的局部战争,阿富汗战争和伊拉克战争都是如此。在较大规模的地面部队进攻的同时,空中战术攻击密度和频率明显加大,作战飞机的空中加油问题日显突出。

    其实,早在第一海湾战争中这个问题已经暴露出来了,"硬式加油"无法实现多点加油,在对战术飞机加油时效率低下。英国皇家空军的VC-10加油机几乎承担了盟军20%的空中加油,"软式加油"受到美国海军飞行员的普遍欢迎,他们称VC-10是"沉默英雄"。

    在伊拉克战争中为解决空中加油机不足的问题,美国海军甚至使用了伙伴加油。

    2003年3月21日到2003年4月9日,由F/A-18飞机供执行加油任务216次。作为空中加油机时F-18只能携带自卫武器,而没有任何攻击能力。

    在这个问题暴露的初期,人们首先关注的是如何解决软、硬不匹配的问题。为此研制了加油系统"软、硬适配器",在KC-135和KC-10上加装软式接头。在适配器的设计上美国人可谓绞尽脑汁,一个较短的弯曲回管既解决了软管过长带来的问题,也解决了对接时软管容易折断的问题。然而,技术性的手段依然难以解决"硬式加油"不能多点加油的问题。

    关于改进美国空军加油机的讨论很快进入方案论证阶段。论证表明软式多点加油方案可以节约70%的空中加油时间,因此,加油机可以有更高的使用效能,可以给更多的飞机实施加油,对于加油机而言,缩短了空中加油的时间等于减小了自身的耗油,可以留出更多的燃油输送给受油机,从而减少17%-50%空中加油机,这对整个作战行动的指挥管理是大有好处的。

    除了软、硬加油方式各自的优点外,争论的焦点还集中在加油装置改装的成本上。对于美国空军一刀切的硬式加油系统,全面改进的成本巨大,而且多数现役战术飞机包括F-16、F-15大都快到了退役的年龄,改装带来的资源浪费不可小视,而加油机本身的改装也不是一件简单的事情。诸多困难使空中加油的改装走入了两难的境地:一方面,阿富汗战争、南联盟战争和伊拉克战争中,KC-135和KC-10飞机的弱点日益暴露,另一方面加油系统改装的压力却越拖越大,美国军方不得不考虑发展下一代空中加油机。 下一代加油机的竞争 KC-767空中加油机

    9.11事件以后,美军加油机老化和数量不足的问题日显突出,为此进行了五次方案论证。对新型加油机的需求迫在眉睫,下一代加油机的研制短时间还看不到前景,美国空军想到了一个捷径--租赁。

    早在1995年根据日本和意大利提出的需求,美国人开始研制KC-767空中加油机,并分别在2002年和2005年先后向意大利和日本出口KC-767飞机。美国空军的租赁计划就是利用KC-767的技术,从波音公司租赁100架波音-767飞机改装成加油机。2001年空军向国会提出了租赁方案,这份看似能解燃眉之急的方案,最终的结果是计划泡汤、空军部长下台,其中,当时的参议员约翰.麦凯恩起到了关键性的作用。

    租赁方案一出来就像是一份"近亲结婚"的产物,方案本身看似合理,也很快获通过了国防部的预审,但租赁合同的价格和方案的细节却引起了人们的关注。按照租赁计划,由美国空军租赁100架波音公司生产的KC-767加油机,租期6年,在租期结束后,空军将以44亿美元的价格购买这些加油机,为此,美国空军要向波音公司总共支付300亿美元的费用,这个价格甚至比购买100架波音-767还贵,显然,波音公司是这份合同最大的受益者。

    这份合同一经抛出就遭到五角大楼和国会的质疑,合同的操作过程和方案本身一起受到了审查。先是美国国防部监察长发表报告,对空军这一采购项目的合理性提出质疑;接着,美国参议院又对该合同进行了调查,并把矛头直接指向了空军部长詹姆斯·罗奇。当时的参议院国防委员会主席约翰·麦肯恩参与了调查。调查人员通过对8000多份电子邮件的分析认为,波音公司和包括空军部长罗奇在内的空军人员之间"关系密切"。

    而从《华盛顿邮报》大量披露的电子邮件内容看,罗奇为了促成租赁计划,对有关部门和官员施加了压力。2003年6月,国防部在一分备忘录中指出:租赁的价格实际上远远高出购买价格,差价在19亿至60亿美元间,因此,租赁项目违反了五角大楼的采购条例。参议员麦凯恩指出:这个合同扩大了对波音-767飞机的需求,使波音公司能够保持波音-767生产线的开工,实际上是为波音公司谋福利。租赁丑闻令空军部长詹姆斯·罗奇落马。

    国防部开始拟采用一个折中的手段降低成本,采购80架波音-767改装成加油机,后来,由于空军对下一代空中加油机提出了更高的要求,随着KC-X计划的出笼,租赁计划最终泡汤,并成为20年来美国最大的军事采购丑闻。2008年2月29日,法新社以最快速度发布了一则消息,美国国防部宣布:欧洲航空防务及航天公司(EADS)及格鲁曼公司战胜了美国波音公司,赢得了价值约350亿美元的空中加油机合同,在这份消息中法国人的喜悦难以掩饰。

    法国总统萨科齐已致电欧航集团首席执行官路易·加卢瓦,祝贺他的团队取得了"历史性成功",德国总理默克尔表示,这是空客及欧洲航空制造业的巨大成功,欧洲领导人为空客公司的胜利而欢欣鼓舞。

    然而,问题远没有这么简单,一份可能带来1000亿美元、充满诱惑的装备订单,远非技术上的竞争,其背后复杂的政、商博弈才刚刚开始。欧洲人还来不及庆祝他们的胜利,波音公司的抱怨声和新闻媒体的质问声就纷至沓来。美国国会更是炸开了锅,不少议员表示要为落败的美国本土波音公司讨回公道。

    选择空客方案的理由看似十分充分,KC-30(空客加油机方案,由空客-330改进而来)具有更大的载油量,美国空军负责采购的副部长休·佩顿说:EADS胜出的关键是KC-30加油机的机体更大,能搭载"更多乘员、更多伤员、更多货物和更多燃料"。

    波音公司也提出了其KC-767方案的优势所在:使用价值最高、风险最低,另外KC-767加油机与KC-30相比,起飞所需跑道更短、耗能更低;如果以40年的使用寿命计算,KC-767飞机的运营费用会比KC-30少上140亿美元。

    6月18日,美国国会下属的政府问责局发表声明指出,美国空军在决定将空中加油机采购合同授予空客和诺思罗普-格鲁曼公司时,存在重大违规行为,并支持重新进行采购计划招标。随后,国防部长盖茨宣布,五角大楼决定将就这一价值350亿美元的防务合同重新展开竞标,国防部甚至收回了竞标的决定权,不是由空军而是由五角大楼决定加油机的方案选择。6月5日,美国空军终于为他们的一系列"错误"付出了代价,美国国防部长盖茨宣布,接受美空军总参谋长莫兹里和五角大楼空军部长温恩的辞呈,但下一代空中加油机计划花落谁家,依然是个大大的问号。 轰油-6空中加油机     2008年11月的珠海航展,中国自主研发的空中加油机--轰油-6再次高调亮相。中国人在西方技术封锁的困难情况下,研制出具有自主知识产权的空中加油机,的确值得我们骄傲。然而,关于中国应该选择什么样的加油系统一直争论不断。"软式加油"系统对接难度大的问题,引起人们普遍的关注,"硬式加油"系统加油速度更快的优点,让许多专家和爱好者对它充满了期待。其实,对于一项装备技术的客观评价不是一件简单的事情,其中有技术的因素,也有战略需求、战术运用、研发能力和国家防务特点的因素,只有综合考虑和评估,才有可能制定出一个合理的、具有长久效益的方案。通过空中加油"软硬之争"的分析,读者也许会对武器装备的发展规律有一个更加全面的认识。